车用交流发电机模态特性研究

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1、国内图书分类号：TM341国际图书分类号：629西南交通大学研究生学位论文奎旦窒流发电扭椹奎挂性研究年级三Q二二级姓名塞』星申请学位级别王堂亟±专业奎堑工程．指导教师闰县塾握二零一四年五月密级：公开ClassifiedIndex：TM341U．D．C：629SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisSTUDYONMODALCHARACTEⅪSTICSOFAUTOMOTIVEALTERNATORGrade：2011Candidate：LiuXingAcademicDe

2、greeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：VehicleEngineeringSupervisor：Prof．YanBingMay2014西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密r-1，在

3、年解密后适用本授权书；2．不保密√使用本授权书。(请在以上方框内打“√”)指导老师签名：闺男日期：2‘9～、9-．20岛加一v1砂、纱孓、、呼轹山签：者期作日文沦位学西南交通大学学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：1．对发电机噪声进行实验测试，对比分析了空载与负载工况、冷态与热态工况、相同型号不同发电机、不同型号的发电机等多种情况下电机的噪声阶次，找出电磁噪声产生的原因和表现形式，发现了电机普遍存在电磁噪声峰值转速不一致的问题。通过对发电机电磁激振力和结构振动特性分析，得到了影响

4、电磁噪声峰值转速一致性的关键因素。2．基于模态叠加理论，利用锤击法，对发电机主要零部件和整机机体进行了模态实验，并用多次测量消除实验误差，相干估计排除系统非线性影响。运用峰值法，对发电机模态参数进行了识别，并对结果进行MAC验证。3．应用统计方法，对发电机模态一致性进行衡量，对比分析了主要零部件和整机机体固有频率的标准差，发现了模态一致性规律，并从几何形状和生产工艺方面分析了模态一致性的影响因素。4．探讨了螺旋卷叠式定子的有限元建模方法，对比了叠片式和整体式模型的计算结果和适用范围。根据厂商提供的图纸和样机，建立

5、了发电机的有限元模型，从振型和固有频率两方面验证了仿真模型的正确性，为进一步研究电机振动噪声奠定良好的基础。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者虢力＼庵1日期：c)口，中．￡，加西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要交流发电机电磁噪声影响整车的乘用舒适性，汽车厂商对其有严格的规

6、定。由于发电机模态存在差异，导致了发电机电磁噪声的峰值转速不一致，使发电机电磁噪声控制复杂化。因此，本文以某型汽车交流发电机为对象，运用实验与仿真结合的方法，对发电机模态一致性规律及其影响因素进行了研究。通过对空载工况和负载工况下发电机噪声分析，发现了电磁噪声是由转子与定子气隙之间的周期性磁拉力引起的结构共振辐射产生，其表现形式为36阶次噪声。对比分析相同型号不同电机、不同状态相同电机等情况下的噪声阶次，发现电机普遍存在电磁噪声峰值转速不一致的问题。对发电机电磁激振力和结构振动特性进行分析，结果表明模态一致性是影

7、响电磁噪声峰值转速一致性的关键因素。基于模态叠加理论，采用模态测试系统，对发电机主要零部件和整机机体进行了模态实验，并用多次测量消除实验误差，相干估计排除系统非线性影响。运用峰值法，得到了发电机的模态参数，并对结果进行MAC验证。应用统计方法，对发电机模态一致性进行衡量，对比分析了主要零部件和整机机体固有频率的标准差发现：低阶模态固有频率一致性较好，零部件固有频率比机体固有频率一致性要好，定子固有频率一致性最好。几何形状的复杂程度、生产工艺的难易程度决定了模态一致性的好坏。采用叠片式和整体式两种模型对发电机定子进

8、行了有限元建模，发现叠片式模型计算时问长，但精度无明显提高；只考虑径向模态时，整体式模型可以满足工程需要。在保证零部件仿真模型可用的前提下，建立了发电机整机机体模态计算模型，并从振型和固有频率两方面验证了模型的正确性。本文所得到的研究成果为进一步研究电磁噪声控制奠定了基础，还可为同类发电机模态研究提供参考依据。关键词：交流发电机；电磁噪声：模态；一致性；仿真分析西南交通大